[实用新型]降低薄板焊接变形的装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种降低薄板焊接变形的装置。属于焊接辅助设备技术领域。 

背景技术

目前，在焊接完成、工件冷却后进行变形校正的方法有以下二种：一种方法是锤击法降低薄板焊接变形。这种方法是通过焊接完成、工件冷却后进行变形校正的一种方法，通常称为焊后矫正。在《薄板焊接变形控制措施的研究进展》（出自《现代焊接》2011年07期）中提到了用锤击法消除焊接变形，但这种方法自动化程度低，工人劳动效率低，工件上有明显锤击的痕迹，表面质量差。另一种方法是旋转挤压法降低薄板焊接变形。这种方法是通过焊接完成、工件未完全冷却就进行变形校正的一种方法，通常称为边焊接边矫正。《用旋转挤压方法控制薄板的焊接参数》（出自《焊接学报》2008年11期）和《TC4薄板随焊旋转挤压工艺》（出自《焊接学报》2010年09期）两篇文章都指出了旋转挤压工艺对薄板焊接变形的降低。这种方法是通过挤压的方式使处在高温的具有塑性的焊缝金属发生塑性延伸，从而降低残余应力。从结构上讲，旋转挤压头有两种运动：旋转和前进，焊枪只有前进的运动，两者之间的距离较近25mm。这种方法的缺点是：焊缝在随后的冷却过程中仍然会由于冷却收缩而可能发生残余应力的不平衡，导致焊接变形的降低存在不稳定性。 

发明内容

本实用新型的目的是针对上述现有技术的缺陷，提供一种降低薄板焊接变形的装置，使用该装置可以对焊接冷却后的薄壁焊接件进行焊后矫正，而且能够提高焊后矫正操作的自动化程度，同时还能提高产品的稳定性。为实现上述目的本实用新型采取的技术方案是：一种降低薄板焊接变形的装置，包括：万向球桌面；安装在所述万向球桌面上的行走组件，所述行走组件设有丝杠螺母机构；安装在所述行走组件上的气铲组件，所述气铲组件的下端设有铲刀头，所述丝杠螺母机构带动所述气铲组件做直线运动；位于所述气铲组件下方且安装在所述万向球桌面上的压紧组件，所述压紧组件由第一压板组和第二压板组组成，在所述万向球桌面上，所述第一压板组和所述第二压板组彼此隔开且均沿着所述气铲组件的直线运动方向延伸、并以所述铲刀头的竖直中心线为基准等距离地布置在所述铲刀头的二侧；电气控制系统；以及气路控制系统。所述第一压板组的靠近所述铲刀头的第一侧边至所述铲刀头的中心线的距离以及所述第二压板组的靠近所述铲刀头的第二侧边至所述铲刀头的中心线的距离均为7-10mm。所述铲刀头的下端部为一矩形表面，所述矩形表面的四周为圆角过渡，所述矩形表面的长边的尺寸为6mm，短边的尺寸为2mm ，所述短边平行于所述气铲组件的直线运动方向。

使用本实用新型装置可以对焊接冷却后的薄壁焊接件进行焊后矫正。通过在装置中安装气铲，极大地提高了焊后矫正操作的自动化程度，同时，提高了产品的稳定性。通过使所述第一压板组的靠近所述铲刀头的第一侧边以及所述第二压板组的靠近所述铲刀头的第二侧边至所述铲刀头的中心线的距离均为7-10mm，确定了铲刀头的竖直中心线至焊缝的最佳距离，因此在确保工件被压紧的同时保证了气铲组件行走的空间。使用气铲来执行锤击焊缝的动作，通过气铲的打击频率实现了对焊缝的高频振动，使振动后的焊缝呈现一种紧密的振动痕迹。

附图说明

图1是降低薄板焊接变形的装置的透视图；

图2是降低薄板焊接变形的装置的俯视图；

图3是气铲组件的透视图；

图4A是显示气铲组件铲刀头结构的示意图；

图4B是显示图4A的A-A剖面的放大的剖视图；

图4C图4A的H向的放大视图；

图5是降低薄板焊接变形的装置的局部侧视图；

图6是图5的I-I剖面的放大的剖视图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步说明。

如图1和图2所示，降低薄板焊接变形装置包括：气铲组件1、行走组件2、第一压板组3a和第二压板组3b组成的压紧组件、万向球桌面4、电气控制系统5以及气路控制系统15。行走组件2安装在万向球桌面4上，该行走组件设有传统的丝杠螺母机构，丝杠由电机减速机驱动，电机减速机驱动丝杠旋转，螺母做直线运动。气铲组件1通过一角形板10以螺纹紧固的方式安装在行走组件2上，当电机驱动丝杠旋转时，所述丝杠螺母机构带动气铲组件1做直线运动，气铲组件1的下端设有铲刀头9。由第一压板组3a和第二压板组3b组成的压紧组件安装在万向球桌面4上且位于气铲组件1的下方，所述二压板组彼此隔开且均沿着气铲组件1的直线运动方向延伸地布置在万向球桌面4上，用于压紧待校形的薄板形工件，而且，如图5所示，第一压板组3a和第二压板组3b以铲刀头9的竖直中心线O为基准等距离地布置在铲刀头9的二侧，也就是说，第一压板组3a的靠近铲刀头9的第一侧边13a至铲刀头9的竖直中心线O的距离以及第二压板组3b的靠近铲刀头9的第二侧边13b至铲刀头9的竖直中心线O的距离相等，设该距离为L，距离L的优选范围是7-10mm。所述压紧组件采用常规的气动压板结构。如图3所示，气铲组件1的下端设有铲刀头9。气铲组件1主要由气铲8、抱紧装置7以及升降气缸6构成。气铲8的下端用于安装铲刀头9，将铲刀头9设置在气铲组件1的下端。抱紧装置7由固定芯7a、位于固定芯7a侧部的夹持板7b以及夹持气铲8的夹紧头组成，固定芯7a安装在角形板10的侧部，其沿上下方向设有一通过气铲8的孔17a；夹持板7b呈ㄇ字状，其由一顶部横板和紧固在所述横板二侧端的二竖直向下伸出的拉板构成, 二侧的拉板下端均设有一长槽17b。夹持气铲8的夹紧头由通过螺纹连接在一起的二个半圆弧形的夹紧件7c组成，所述夹紧件在其外圆弧的中部位置设有一可与长槽17b配合的销17c。如图3和图6所示，升降气缸6安装在角形板10的顶部，一圆柱形顶块6a通过夹持板的横板连接到升降气缸6的柱塞的下端部，其中圆柱形顶块6a与升降气缸6的柱塞同轴地配置，连接方式为常规的螺纹连接。因此，当该柱塞杆向下伸出时，圆柱形顶块6a将与其同轴布置的气铲8向下顶出，使安装在抱紧装置7下部的铲刀头9下降，当柱塞杆向上缩回时，夹持板7b也向上运动，通过设于长槽17b内的销17c，气铲8被向上拉起，由此使气铲组件1进入或离开工作位置。如图4A所示，气铲8中的铲刀头9呈一长杆状，杆的横剖面形状是正方形，侧边W1与侧边L1尺寸相等，均为8mm，正方形的四个角呈圆弧状，即长杆的棱边被倒圆。铲刀头9的下端面为工作端面，该端面为一矩形表面，所述矩形表面的四周为圆角过渡。如图4B所示，短边W2的尺寸为2mm ，长边L2的尺寸为6mm，所述短边平行于气铲组件的行走方向。由于铲刀头表面光滑，因此与工件接触后不会损坏工件，另外，锤击的痕迹也光滑、紧密。在上述的降低薄板焊接变形的装置中，万向球桌面4是用万向球布满的桌面，该桌面能防止划伤工件；压紧组件3由传统的导向气缸直接压紧；电气控制系统5采用西门子200系列PLC进行控制；气铲8由日本东空TOKU生产，型号为TFC-200；气铲8、升降气缸6及压板组件均由气路控制系统15进行控制；上述的二压板组中的压板侧边至铲刀头的竖直中心线的距离为7-10mm，确定了铲刀头的竖直中心线至焊缝的较佳距离，这样，可以确保工件被压紧，同时保证气铲组件行走的空间。使用本实用新型装置可以对于焊接冷却后的薄壁焊接件进行焊后矫正。通过在装置中安装气铲，极大地提高了焊后矫正操作的自动化程度，同时，提高了产品的稳定性。使用气铲来执行锤击焊缝的动作，通过气铲的打击频率实现了对焊缝的高频振动，使振动后的焊缝呈现一种紧密的振动痕迹。